2.1. Uticaj temperature 

Temperatura je jedan od najznačajnijih faktora životne sredine koji utiče na rast i razvoj živog sveta. Sa porastom temperature, hemijske i enzimske reakcije odigravaju se sve brže i rast postaje sve brži. Međutim, iznad određenih temperatura proteini, nukleinske kiseline i druge ćelijske komponente mogu da budu trajno oštećene.

Za svaki živi organizam postoji minimalna temperatura ispod koje on ne može da opstane, optimalna temperatura u čijem je intervalu rast relativno brz i maksimalna temperatura iznad koje život nije moguć. Interval optimalne temperature uvek je bliži intervalu maksimalne nego minimalne temperature.

Ova tri temperaturna intervala karakteristična su za sva živa bića i nazivamo ih osnovnim temperaturama. Među ovim opsezima temperatura nema jasno određenih granica pošto se one menjaju u zavisnosti od uticaja drugih faktora životne sredine. 

U ovoj grupi imamo organizme koji žive u ekstremno toplim i ekstremno hladnim staništima. U ekstremno topla staništa ubrajaju se: vrela, hidrotermalni izvori,vulkanska staništa, fumarole i gejziri, dok u ekstremno hladna spadaju antarktička jezera,  led u polarnim regionima, okeani, pećine i ledena polja.

Temperature mnogih vrela dostižu vrednosti blizu tačke klučanja, temperature fumarola kreću se od 150-500°C a temperature hidrotermalnih izvora na dnu okeana dostižu vrednosti temperature od 350°C pa naviše.

Vrela su naročito skoncentrisana u zapadnom delu Amerike, centralnoj Americi, Novom Zelandu, Japanu, Indoneziji, centralnoj Africi i Mediteranu. Najviše vrela na svetu nalazi se u Yellowstone National Park-u u Americi, a jedno od najlepših zasigurno je Grand Prismatic vrelo koje predstavlja jedno od staništa cijanobakterija koje obožavaju toplotu.

Slika 2. Grand Prismatic Spring – Yellowstone

Narandžasta boja koja se vidi u odvodnim kanalima posledica je velikog broja bakterija i cijanobakterija koje su obogaćene pigmentom karoteinom. Prilikom izlaska vode iz vrela plavi se područje koje okružuje ovaj izvor. Pošto temperatura ka periferiji postepeno opada, na svakom segmentu koji ima određenu vrednost u °C, žive različite vrste mikroorganizama kojima odgovaraju te temperature.

Hidrotermalni izvori nalaze se duboko u morima. Na samom dnu, gde se topli bazalt i magma nalaze blizu morskog dna, ima pukotina u zemljinoj kori. Morska voda uliva se u ove pukotine gde se meša sa toplim mineralima i izlazi ponovo napolje u vidu hidrotermalnih izvora. Postoje dva tipa ovih izvora: topli, čije su temperature dostižu do 150°C – i vrući, čije se temperature kreću od 270-380°C.

Fumarole predstavljaju izvore vrele vodene pare koja ima temperaturu u intervalu od 200-800°C i bogata je hlorovodonikom i amonijakom.

Gejziri nastaju u predelima nekadašnjih vulkanskih aktivnosti i predstavljaju svojevrsne “pumpe” koje periodično izbacuju toplu vodu.

U sledećoj tabeli dati su gornje temperaturne granice za rast i razvoj različitih vrsta organizama:

Jedan od najbolje proučenih organizama koji žive na izuzetno niskim temperaturama jesu alge koje rastu u ledu polarnih regiona Antarktika. Kao posledica rasta nekoliko vrsta “snežnih algi” koje uspevaju na temperaturama do 10°C, javlja se fenomen crvenog snegau letnjim mesecima.

Hladna staništa su ustvari mnogo češća nego topla. Okeani, sa prosečnim temperaturama koje se kreću od 1-3°C, čine više od polovine Zemljine površine. Puste oblasti Arktika i Antarktika konstantno su zamrznute, a odmrzavaju se na samo nekoliko nedelja tokom leta. Iako zvuči iznenađujuće, čak i najhladnija mesta na planeti nastanjena su živim bićima – mikrobske zajednice preplavljuju antarktički morski led, okeansku vodu koja ostaje zaleđena većim delom godine. Ove zajednice uključuju fotosintetske eukariote, uglavnom alge, kao i veliki broj bakterija.

Antarktik je kontinent čije su ogromne ledene pustinje jedinstvena kombinacija ekstremnih uslova životne sredine; jedan je od glavnih habitata koji nam postavljaju limite za život, kao i osnovna ideja kakvi su uslovi mogli biti na Marsu i drugim nezemaljskim telima u ranim fazama njihovog postanka.

Ekstremno niske antarktičke temperature ne samo da smanjuju aktivnost enzima kod mikroorganizama i postojanost ćelijske membrane, već takođe ometaju sposobnost tečne vode da bude medijum pri biohemijskim procesima.

Međutim, mnogi mikroorganizmi prilagodili su se ovakvim teškim uslovima. Možda je jedan od najboljih primera subglacijalno jezero Vostok na Antarktiku koje se nalazi 4000 m ispod površine centralnog antarktičkog ledenog pokrivača. Prosečna temperatura njegove vode kreće se oko -3°C, ispod normalne tačke smrzavanja, i još uvek se ne zna tačno kako uspeva da ostane u tečnom stanju na najhladnijem mestu na planeti. U površinskom ledu koje pokriva ovo jezero pronađeni su mikroorganizmi - drevne bakterije kod kojih je izolovan gen koji sadrži karakteristike razvijene pre nekih 500 000 godina.

Slika 3. Vostok

U nastavku:  

2.2. Uticaj pH vrednosti